JPH1186598A - Method and device for verifying and moreover characterizing data holding time in dram using build-up test circuit - Google Patents

Method and device for verifying and moreover characterizing data holding time in dram using build-up test circuit

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JPH1186598A
JPH1186598A JP10161460A JP16146098A JPH1186598A JP H1186598 A JPH1186598 A JP H1186598A JP 10161460 A JP10161460 A JP 10161460A JP 16146098 A JP16146098 A JP 16146098A JP H1186598 A JPH1186598 A JP H1186598A
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To ease dependency on a clock frequency of a build-up self test by selectively changing a rate with which a refresh operation of respective rows of a DRAM is executed by a refresh control circuit in order to verify a better operational margin than a specification on a data holding time in the DRAM by a build-up test circuit. SOLUTION: In a build-up self test (BIST) controller 112, refreshing is executed after storing an already known value into an array 132. An ordinary or normal refresh operation is made to execute by the affirmation cancel or denying of a MUX control signal with the BIST controller 112, and whereby normal RAS and normal CAS signals are made to reach the DRAM 106. In the BIST controller 112, N times of normal refresh operation are suspended in respective refreshing of (M+N) and whereby an effective refresh rate is reduced.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は一般的には、集積電
子回路に関し、かつより特定的には、そのような回路を
試験するための方法および装置に関する。
FIELD OF THE INVENTION The present invention relates generally to integrated electronic circuits and, more particularly, to a method and apparatus for testing such circuits.

【0002】[0002]

【従来の技術】集積回路のための一般的なかつよく知ら
れた試験方法は該集積回路が製造欠陥がないか否かを判
定するため該集積回路の専用の部分を使用する組込みテ
スト(Built−In Test:BIT)または組
込みセルフテスト(Built−In−Self Te
st:BIST)である。BIST回路はしばしば試験
中の回路のための刺激または励振(stimulus)
を発生する。試験される回路は予期される応答とBIS
T回路によって比較されるべき応答を発生する。この比
較の結果は集積回路の製造者または使用者によって用い
るためにBIST回路によって提供される。
BACKGROUND OF THE INVENTION A common and well-known test method for integrated circuits is a built-in test (Build-Test) that uses dedicated portions of the integrated circuit to determine whether the integrated circuit is free of manufacturing defects. In Test: BIT or built-in self-test (Built-In-Self Te)
st: BIST). BIST circuits are often stimuli or stimuli for the circuit under test.
Occurs. The circuit under test is expected response and BIS
Generate a response to be compared by the T-circuit. The result of this comparison is provided by the BIST circuit for use by the manufacturer or user of the integrated circuit.

【0003】BISTの1つの特によく適合する用途は
メモリでありこれはメモリにおいてしばしば見られる反
復的構造のためである。ダイナミックランダムアクセス
メモリ(DRAM)はスタティックランダムアクセスメ
モリ(SRAM)とほとんど同じテスト要求を有する
が、データ保持時間(data retentiont
ime)の仕様を試験する付加的な要求を有している。
DRAMはすべてのローまたは行(rows)がリフレ
ッシュされなければならない最大間隔またはインターバ
ルをもつよう仕様が決められている。特に、DRAMは
すべての読出し動作およびすべての書込み動作がアクセ
スされるローをリフレッシュする効果を有するという特
性を有している。通常のシステム動作に対しては、この
特性はデータがこれらのアクセスによって破壊されない
ことを保証するが、それは通常のシステム動作における
アクセスのランダムな性質のため規則的なリフレッシュ
の予定を維持する必要性を少なくするものではない。D
RAMの製品または生産試験は最小の定められたレート
または割合で提供されるリフレッシュ動作が該DRAM
が信頼性よく記憶されたすべてのデータを保持すること
を保証するのに十分であることを確認しなければならな
い。
One particularly well-suited application of BIST is memory, because of the repetitive structure often found in memories. A dynamic random access memory (DRAM) has almost the same test requirements as a static random access memory (SRAM), but has a data retention time (data retention).
im) has the additional requirement of testing the specifications.
DRAMs are specified to have a maximum interval or interval at which all rows or rows must be refreshed. In particular, DRAMs have the property that all read operations and all write operations have the effect of refreshing the accessed row. For normal system operation, this property ensures that data is not corrupted by these accesses, but it is necessary to maintain a regular refresh schedule due to the random nature of the access in normal system operation. It does not reduce. D
A RAM product or production test is performed at a minimum defined rate or rate.
Must be sufficient to ensure that all data stored reliably is retained.

【0004】以前のBISTアーキテクチャはメモリを
試験するためにテストシーケンスを発生した。一例とし
て、該テストシーケンスはROMに記憶されかつ従って
プログラム可能である。そのような試験アーキテクチャ
の一例は「集積回路のための組込みセルフテスト(Bu
ilt−In Self Test for Inte
grated Circuits)」と題する米国特許
第5,173,906号に開示されている。他のプログ
ラム可能な試験アーキテクチャは「メモリアレイのため
のマイクロコード化組込みセルフテスト装置(Micr
o−CodedBuilt−In Self Test
Apparatus for aMemory Ar
ray)」と題する米国特許第5,224,101号に
教示されている。マイクロコードはマイクロコードRO
Mに記憶されたプログラムによって決定されるデータ保
持のための遅延期間を提供するために使用される。しか
しながら、この遅延インターバルまたは間隔は組込み試
験回路のクロック周波数に依存しかつシーケンサのクロ
ックレートでクロッキングされるカウンタとして実施さ
れる。
[0004] Earlier BIST architectures generated test sequences to test memory. As an example, the test sequence is stored in ROM and is therefore programmable. One example of such a test architecture is "Built-in Self Test for Integrated Circuits (Bu
ilt-In Self Test for Inte
graded Circuits) in U.S. Patent No. 5,173,906. Another programmable test architecture is the "Microcoded Embedded Self-Test Device for Memory Arrays (Micr
o-CodedBuilt-In Self Test
Apparatus for a Memory Ar
ray) is taught in U.S. Pat. No. 5,224,101. Microcode is microcode RO
M is used to provide a delay period for data retention determined by a program stored in M. However, this delay interval depends on the clock frequency of the built-in test circuit and is implemented as a counter clocked at the clock rate of the sequencer.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】もし組込まれたDRA
Mのために提供される試験方法が組込みセルフテスト
(BIST)であれば、BIST回路は一般にメモリを
刺激または励振しかつ該メモリの応答を評価するために
所定のシーケンスの状態(states)を実行するよ
う設計された有限状態マシン(finite stat
e machine:FSM)であるという問題があ
る。所定のBISTシーケンスにおける状態遷移は一般
に1つまたはそれ以上のクロック入力と同期する。この
クロッキングソースは一般にそれと共に前記組込まれた
DRAMが集積される他の回路のために使用されるもの
と同じである。従って、もし所定のBISTシーケンス
がリフレッシュインターバルの試験を含んでいれば、B
IST FSMによって生成される該リフレッシュイン
ターバルの期間は直接BISTクロッキングソースの周
波数に関連し、一方試験により保証されなければならな
い機能はBISTクロッキング周波数に関係のない定め
られたデータ保持インターバルである。
SUMMARY OF THE INVENTION If a DRA is incorporated
If the test method provided for M is a built-in self-test (BIST), the BIST circuit will generally execute a predetermined sequence of states to stimulate or excite the memory and evaluate the response of the memory. Finite state machine (finite stat) designed to
e machine (FSM). State transitions in a given BIST sequence are generally synchronized with one or more clock inputs. This clocking source is generally the same as that used for other circuits with which the embedded DRAM is integrated. Thus, if a given BIST sequence includes a test for a refresh interval, B
The duration of the refresh interval generated by the IST FSM is directly related to the frequency of the BIST clocking source, while the function that must be guaranteed by testing is a defined data retention interval that is independent of the BIST clocking frequency.

【0006】それと共に前記組込まれたDRAMが集積
される他の回路(例えば、データプロセッサ回路)は一
般にある範囲のクロック周波数にわたり信頼性よく動作
するよう設計されかつ使用が規定される。もしBIST
がそれと共に前記組込まれたDRAMが集積される他の
回路と同じ範囲の周波数にわたり動作すべきであれば、
特に最大データ保持インターバルが試験される場合に、
BISTデータ保持インターバルがクロック周波数に依
存する問題が存在する。周波数の依存性は結果として特
定の期間に対するデータ保持インターバルの試験を適用
する上での困難を生じる。
[0006] Other circuits with which the embedded DRAM is integrated (eg, data processor circuits) are typically designed and used to operate reliably over a range of clock frequencies. If BIST
Should operate over the same range of frequencies as other circuits with which the embedded DRAM is integrated,
Especially when the maximum data retention interval is tested,
There is a problem that the BIST data holding interval depends on the clock frequency. Frequency dependence results in difficulties in applying the data retention interval test for a particular time period.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】本発明の一態様では、組
込みテスト回路を使用したダイナミックランダムアクセ
スメモリ(DRAM)におけるデータ保持時間の検証方
法が提供され、該方法は、複数の行のメモリセルを有す
るDRAMを提供する段階であって、各々の行は有効な
データを保持するために周期的にリフレッシュ動作を必
要とするもの、前記DRAMに結合されたリフレッシュ
制御回路を提供する段階であって、該リフレッシュ制御
回路は前記DRAMのリフレッシュ動作を開始する少な
くとも1つの信号を前記DRAMに提供し、前記DRA
Mは前記DRAMのためのデータ保持時間仕様を満たす
ようにそれぞれの行が周期的にリフレッシュ動作を受け
ることを要求するもの、そして前記リフレッシュ制御回
路および前記DRAMに結合された組込みテスト回路を
提供する段階であって、該組込みテスト回路は前記DR
AMのデータ保持時間仕様より上の動作マージンを検証
するために前記リフレッシュ制御回路が前記DRAMの
それぞれの行のリフレッシュ動作を行うレートを選択的
に変更するもの、を具備することを特徴とする。
According to one aspect of the present invention, there is provided a method for verifying data retention time in a dynamic random access memory (DRAM) using a built-in test circuit, the method comprising a plurality of rows of memory cells. Providing a DRAM having a refresh control circuit coupled to the DRAM, wherein each row periodically requires a refresh operation to hold valid data, and providing a refresh control circuit coupled to the DRAM. , The refresh control circuit provides at least one signal to start the refresh operation of the DRAM to the DRAM,
M requires that each row undergo a periodic refresh operation to meet the data retention time specification for the DRAM, and provides the refresh control circuit and a built-in test circuit coupled to the DRAM. Step, wherein the built-in test circuit includes the DR
A refresh control circuit for selectively changing a rate at which a refresh operation of each row of the DRAM is performed in order to verify an operation margin above an AM data retention time specification.

【0008】前記リフレッシュ制御回路がリフレッシュ
動作を行うレートを選択的に変更するために前記組込み
テスト回路を提供する段階はさらに、(M+N)のリフ
レッシュ動作の内からNごとにDRAM行リフレッシュ
のリフレッシュ動作を選択的に禁止する段階を具備する
と好都合である。
[0008] The step of providing the built-in test circuit for selectively changing the rate at which the refresh control circuit performs the refresh operation may further comprise refreshing the DRAM row refresh every N out of (M + N) refresh operations. Is advantageously provided.

【0009】前記(M+N)のリフレッシュ動作の内か
らNごとにDRAM行リフレッシュのリフレッシュ動作
を選択的に禁止する段階は、NおよびMがユーザによっ
てプログラム可能なプログラマブルカウンタを使用する
段階を具備し、かつ該プログラマブルカウンタは、少な
くとも部分的に、前記禁止を行うよう構成することもで
きる。
[0009] The step of selectively inhibiting the refresh operation of the DRAM row refresh for every N out of the (M + N) refresh operations includes the step of using a programmable counter in which N and M are programmable by a user. And the programmable counter can be configured to at least partially perform the prohibition.

【0010】前記リフレッシュ制御回路がリフレッシュ
動作を行うレートを選択的に変更するために組込みテス
ト回路を提供する段階はさらに、リフレッシュ動作の数
をカウントするためにカウンタを使用する段階を具備し
かつ前記DRAMが(M+N)のリフレッシュ動作の内
からNごとに禁止し、NおよびMは整数でありかつNは
Mに等しいかまたはそれより小さいものとすることがで
きる。
The step of providing a built-in test circuit for selectively changing the rate at which the refresh control circuit performs refresh operations further comprises the step of using a counter to count the number of refresh operations and The DRAM inhibits every N out of (M + N) refresh operations, where N and M are integers and N can be less than or equal to M.

【0011】前記組込みテスト回路を提供する段階はさ
らに、前記組込みテスト回路がデータ保持の少なくとも
第1の不合格に遭遇するまで可変リフレッシュレートを
適用することによって前記DRAMを試験することによ
り前記DRAMの信頼できるデータ保持のための限界を
動的に決定できるようにする段階、を具備すると好都合
である。
The step of providing the built-in test circuit further comprises testing the DRAM by applying a variable refresh rate until the built-in test circuit encounters at least a first fail of data retention. Advantageously, the step of dynamically determining a limit for reliable data retention can be provided.

【0012】また、前記組込みテスト回路に前記DRA
Mの信頼できるデータ保持のための限界を動的に決定で
きるようにする段階はさらに、前記DRAMの性能を最
適化するためにリフレッシュインターバルを変更するた
め前記リフレッシュ制御回路のコントローラに限界を報
告するために回路を提供する段階を具備するものとする
ことができる。
Further, the DRA is added to the built-in test circuit.
The step of dynamically determining a limit for reliable data retention of M further reports the limit to a controller of the refresh control circuit to change a refresh interval to optimize performance of the DRAM. And providing a circuit for the purpose.

【0013】前記組込みテスト回路が信頼できるデータ
保持のための限界を動的に決定できるようにする段階は
さらに、前記DRAMがリフレッシュされるメモリリフ
レッシュのレートを尺度変更(scaling)する段
階であって、該尺度変更はリフレッシュ制御回路がリフ
レッシュ動作を開始する通常のレートと
The step of allowing the built-in test circuit to dynamically determine a limit for reliable data retention further comprises the step of scaling the rate of memory refresh at which the DRAM is refreshed. The scale change is the normal rate at which the refresh control circuit starts the refresh operation.

【数3】 [1/(1+N/M)]*ノーマルリフレッシュレート の積に等しいレートとの間にあり、NはMより小さくか
つNおよびMは整数であるもの、を具備するよう構成し
てもよい。
## EQU00003 ## where [1 / (1 + N / M)] * the normal refresh rate is between and equal to the product of N, where N is less than M and N and M are integers. Is also good.

【0014】本発明の別の態様ではDRAMのデータ保
持を試験するためのメモリテスト回路が提供され、該回
路は、前記DRAMに提供されるデータリフレッシュ信
号を電気的に監視するテスト回路であって、該テスト回
路は(M+N)のデータリフレッシュ信号の内でNごと
に選択的に無効にし、NはMより小さく、かつNおよび
Mは整数であり、前記テスト回路は前記DRAMのデー
タ保持時間仕様より上の動作マージンを検証し、前記テ
スト回路は前記DRAMのデータ保持を試験するための
テストインターバル期間に影響を与えないかまたは変更
しない周波数を有するクロック信号によってクロッキン
グされるもの、を具備することを特徴とする。
According to another aspect of the present invention, there is provided a memory test circuit for testing data retention of a DRAM, the circuit being a test circuit for electrically monitoring a data refresh signal provided to the DRAM. , The test circuit selectively disables each of the (M + N) data refresh signals for every N, N is smaller than M, and N and M are integers, and the test circuit is a data holding time specification of the DRAM. Verifying a higher operating margin, the test circuit being clocked by a clock signal having a frequency that does not affect or change a test interval period for testing data retention of the DRAM. It is characterized by the following.

【0015】前記テスト回路はさらに、ユーザがNの値
をプログラムできるようにするためのプログラマブル回
路、を具備すると好都合である。
[0015] Conveniently, the test circuit further comprises a programmable circuit for allowing a user to program the value of N.

【0016】前記テスト回路はさらに、ゼロから(M−
1)までのNの複数の値を提供することにより、前記メ
モリテスト回路が前記DRAMの信頼できるデータ保持
の限界を特徴づけることができるようにする特徴づけ回
路、を具備するよう構成することもできる。
The test circuit may further comprise a signal from zero (M−
The memory test circuit may be configured to include a characterization circuit that provides a plurality of values of N up to 1) so that the memory test circuit can characterize the limits of reliable data retention of the DRAM. it can.

【0017】[0017]

【発明の実施の形態】本発明の特徴および利点は添付の
図面と共に以下の詳細な説明からさらに明瞭に理解され
るであろう。図面においては同じ参照数字は各図にわた
り同じまたは対応する部分を示している。
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The features and advantages of the present invention will be more clearly understood from the following detailed description taken in conjunction with the accompanying drawings. In the drawings, the same reference numerals indicate the same or corresponding parts throughout the drawings.

【0018】図1は、本発明に従って構成されたメモリ
システム100のブロック図を示す。メモリシステム1
00はダイナミックランダムアクセスメモリ(DRA
M)制御ユニット102、組込みセルフテスト(BIS
T)ユニット104およびDRAM106を含む。BI
STユニット104はDRAM106のデータ読出し可
能性(data readability)、データ書
込み可能性(datawritability)、およ
びデータ保持特性を自動的にテストする。そのようなテ
ストはDRAM106およびメモリシステム100が正
しく動作することを保証する。BISTユニット104
はDRAM106のデータ保持特性が定められたまたは
規定された(specified)最小時間に適合する
ことを確認することができる。さらに、BISTユニッ
ト104はそれが特定のメモリシステムの実際のデータ
保持特性を決定することができる第2のモードの動作を
導入する。次に、BISTユニット104または関連す
るデータプロセッサはDRAMのリフレッシュ時間を増
大して特定のDRAMの特性が与えられた場合に電力消
費を最小にしかつ帯域幅を最大にすることができる。B
ISTユニット104はBISTユニット104を制御
するクロックの周波数とは独立に関連するDRAMアレ
イのデータ保持時間をテストすることができる。BIS
Tユニット104はDRAM制御ユニット102の通常
のリフレッシュ機能に依存する。BISTユニット10
4は強力ではあるが、それは伝統的なDRAMコントロ
ーラと伝統的なDRAMとの間のインタフェースを変え
ない。その結果、BISTユニット104は容易に現存
するアーキテクチャにおよびモジュール方式の設計方法
に導入することができる。BISTユニット104はメ
モリが直接ユーザにとってアクセス可能でない組込みの
用途に十分適している。
FIG. 1 shows a block diagram of a memory system 100 constructed in accordance with the present invention. Memory system 1
00 is a dynamic random access memory (DRA)
M) Control unit 102, built-in self test (BIS
T) Unit 104 and DRAM 106 are included. BI
The ST unit 104 automatically tests the data readability, data writeability, and data retention characteristics of the DRAM 106. Such a test ensures that DRAM 106 and memory system 100 operate properly. BIST unit 104
Can verify that the data retention characteristics of the DRAM 106 conform to a specified or specified minimum time. Further, BIST unit 104 introduces a second mode of operation in which it can determine the actual data retention characteristics of a particular memory system. The BIST unit 104 or associated data processor can then increase the DRAM refresh time to minimize power consumption and maximize bandwidth given a particular DRAM characteristic. B
The IST unit 104 can test the data retention time of the associated DRAM array independently of the frequency of the clock that controls the BIST unit 104. BIS
The T unit 104 depends on the normal refresh function of the DRAM control unit 102. BIST unit 10
4 is powerful, but it does not change the interface between traditional DRAM controllers and traditional DRAM. As a result, the BIST unit 104 can be easily introduced into existing architectures and into modular design methods. BIST unit 104 is well suited for embedded applications where the memory is not directly accessible to the user.

【0019】<メモリシステムの接続>図1によって説
明を続けると、DRAM制御ユニット102はDRAM
コントローラ108およびDRAMパラメータレジスタ
110を具備する。DRAMコントローラ108は外部
装置から入力「アクセスデコード(ACCESS DE
CODE)」を受けかつDRAMパラメータレジスタ1
10の内容を受ける。DRAMコントローラ108は出
力ローアドレスストローブ(RAS)、コラムアドレス
ストローブ(CAS)、および「DRAMレジスタ読出
し/書込み(DRAM REGISTER READ/
WRITE:R/W)を発生する。DRAMパラメータ
レジスタ110はデータ入力「ノーマルデータ入力(N
ORMALDATA IN)」にかつ制御信号「DRA
MレジスタR/W」に結合されている。DRAMパラメ
ータレジスタ110は図2に関して後に説明する。
<Connection of Memory System> Continuing the description with reference to FIG.
A controller 108 and a DRAM parameter register 110 are provided. The DRAM controller 108 receives an input “access decode (ACCESS DECS)” from an external device.
CODE) "and the DRAM parameter register 1
Receive 10 contents. The DRAM controller 108 outputs the row address strobe (RAS), the column address strobe (CAS), and the "DRAM REGISTER READ /
WRITE: R / W). The DRAM parameter register 110 receives the data input “Normal data input (N
ORMALDATA IN) "and the control signal" DRA
M register R / W ". DRAM parameter register 110 is described below with respect to FIG.

【0020】BISTユニット104はBISTコント
ローラ112、リフレッシュ制御レジスタ(RCR)1
14、比較器116、および7個の2:1マルチプレク
サ(MUX)118,120,122,124,12
6,128および130を具備する。BISTコントロ
ーラ112は概略的にDRAM106を刺激または励振
し(stimulate)かつDRAM106の応答を
評価するために所定のシーケンスの状態を実行するよう
設計された有限状態マシン(FSM)である。BIST
コントローラ112はそれ自体2つのカウンタ、すなわ
ちN:Mカウンタおよびロー(ROW)カウンタを具備
する。N:Mカウンタは「ノーマルRAS(NORMA
L RAS)」制御信号によってクロッキングされる。
ローカウンタはDRAM106の出力、MSB、によっ
てクロッキングされる。BISTユニット104はデー
タプロセッサ、マイクコントローラ、デジタル信号プロ
セッサ、その他から入力として種々の「BIST制御
(BIST CONTROL)」信号、すなわち「BI
STイネーブル(BIST ENABLE)」および
「BISTレジスタ選択(BIST REGISTER
SELECT)」、を受ける。BISTユニット10
4はデータプロセッサ、マイクロコントローラ、デジタ
ル信号プロセッサ、その他に出力される種々の「BIS
Tステータス(BIST STATUS)」信号、すな
わち、「BIST完了(BIST COMPLET
E)」および「BISTパス(BIST PAS
S)」、を発生する。BISTユニット104内で、B
ISTコントローラ112は制御およびデータ信号を発
生し、すなわち「BIST R/W」、「BIST R
AS」、「BIST CAS」、「BISTロー(BI
ST ROW)」、「BISTコラム(BIST CO
LUMN)」、「BISTデータ入力(BIST DA
TA IN)」、「MUX制御(MUX CONTRO
L)」、「予期データ(EXPECTED DAT
A)」、およびいくつかの「リフレッシュ制御レジスタ
(RCR)制御(REFRESH CONTROL R
EGISTER(RCR)CONTROL)」信号を発
生する。また、BISTコントローラ112は比較器1
16から内部制御信号「イコール(EQUAL)」を受
けかつ「値(VALUE)」を介してリフレッシュ制御
レジスタ114に双方向的に結合されている。リフレッ
シュ制御レジスタ114は図2に関して後に説明する。
The BIST unit 104 includes a BIST controller 112, a refresh control register (RCR) 1
14, a comparator 116, and seven 2: 1 multiplexers (MUX) 118, 120, 122, 124, 12
6, 128 and 130. The BIST controller 112 is generally a finite state machine (FSM) designed to stimulate or stimulate the DRAM 106 and execute a predetermined sequence of states to evaluate the response of the DRAM 106. BIST
The controller 112 itself has two counters, an N: M counter and a ROW counter. The N: M counter indicates “normal RAS (NORMA
L RAS) "control signal.
The row counter is clocked by the output of the DRAM 106, the MSB. The BIST unit 104 receives various "BIST CONTROL" signals as inputs from the data processor, microphone controller, digital signal processor, etc.
ST enable (BIST ENABLE) ”and“ BIST register selection (BIST REGISTER)
SELECT) ”. BIST unit 10
4 is a data processor, a microcontroller, a digital signal processor, and various other “BIS
T status (BIST STATUS) signal, i.e., "BIST COMPLETE (BIST COMPLET)
E) and BIST path (BIST PAS
S) "is generated. In the BIST unit 104, B
The IST controller 112 generates control and data signals, i.e., "BIST R / W", "BIST R".
AS ”,“ BIST CAS ”,“ BIST low (BI
ST ROW) "," BIST column (BIST CO
LUMN) "," BIST data input (BIST DA)
TA IN) "," MUX control (MUX CONTROL)
L) ”,“ EXPECTED DAT ”
A) "and some" Refresh Control Register (RCR) Control (RCR) CONTROL R
EGISTER (RCR) CONTROL) signal. In addition, the BIST controller 112
16 receives an internal control signal "Equal" and is bidirectionally coupled to the refresh control register 114 via "VALUE". The refresh control register 114 will be described later with reference to FIG.

【0021】MUX118,120,122,124,
126,128および130の第1の入力は、それぞ
れ、BIST R/W、BIST RAS、BIST
CAS、BISTロー、BISTコラム、BISTデー
タ入力、および所定の論理レベル、VDD、に対応する
電源電圧を受ける。MUX118,120,122,1
24,126,128および130の第2の入力は、そ
れぞれ、ノーマルR/W、ノーマルRAS、ノーマルC
AS、ノーマルロー、ノーマルコラム、ノーマルデータ
入力、およびデータ出力を受ける。MUX118,12
0,122,124,126,128および130は、
それぞれ、信号R/W、RAS、CAS、ロー、コラ
ム、データ入力およびノーマルデータ出力を発生する。
MUX118,120,122,124,126,12
8および130の各々の出力は制御信号「MUX制御」
によって制御される。
MUXs 118, 120, 122, 124,
The first inputs of 126, 128 and 130 are BIST R / W, BIST RAS, BIST
CAS, BIST low, BIST column, BIST data input, and a power supply voltage corresponding to a predetermined logic level, V DD . MUX 118, 120, 122, 1
The second inputs of 24, 126, 128 and 130 are normal R / W, normal RAS, and normal C, respectively.
AS, normal row, normal column, normal data input, and data output are received. MUX 118, 12
0, 122, 124, 126, 128 and 130 are
Generate signals R / W, RAS, CAS, row, column, data input, and normal data output, respectively.
MUX 118,120,122,124,126,12
The output of each of 8 and 130 is a control signal "MUX control".
Is controlled by

【0022】比較器116は比較のために「予期デー
タ」および「データ出力」を受けかつ比較の等しいこと
または等しくないことに応じた制御信号「イコール」を
発生する。リフレッシュ制御レジスタ114のデータ入
力およびデータ出力はそれぞれ「ノーマルデータ入力」
および「ノーマルデータ出力」に結合されている。
Comparator 116 receives "expected data" and "data out" for comparison and generates a control signal "equal" in response to the comparison being equal or unequal. The data input and the data output of the refresh control register 114 are "normal data input" respectively.
And "Normal data output".

【0023】DRAM106はアレイ132、MUX1
34、ローデコーダ136、センスアンプ138、コラ
ムセレクタ140、制御ユニット142、およびリフレ
ッシュカウンタ144を具備する。示された実施形態で
は、アレイ132はローデコーダ136の出力によって
選択される128の行またはローを具備する。ローデコ
ーダ136はMUX134の出力を受ける。MUX13
4はリフレッシュカウンタ144の出力、「リフレッシ
ュロー(REFRESH ROW)」、および入力「ロ
ー(ROW)」を受ける。MUX134の出力は制御ユ
ニット142によって出力される制御信号によって選択
される。制御ユニット142はMUX118,120お
よび122の出力を受けかつ制御信号「クロック(CL
OCK)」およびセンスイネーブルSEを出力する。リ
フレッシュカウンタ144は制御信号「クロック」を受
ける。リフレッシュカウンタ144の最上位ビットはM
SBとして出力される。アレイ132の出力はセンスア
ンプ138に結合される。センスアンプ138の出力は
コラムセレクタ140に結合される。コラムセレクタ1
40はまたMUX128の出力および制御信号SEを受
ける。コラムセレクタ140はそのデータを「データ出
力」およびMUX130を介して外部装置に出力する。
The DRAM 106 has an array 132, MUX1
34, a row decoder 136, a sense amplifier 138, a column selector 140, a control unit 142, and a refresh counter 144. In the embodiment shown, array 132 comprises 128 rows or rows selected by the output of row decoder 136. Row decoder 136 receives the output of MUX 134. MUX13
4 receives the output of the refresh counter 144, a "REFRESH ROW", and an input "LOW". The output of the MUX 134 is selected by a control signal output by the control unit 142. The control unit 142 receives the outputs of the MUXs 118, 120 and 122 and outputs a control signal "clock (CL
OCK) "and the sense enable SE. Refresh counter 144 receives a control signal “clock”. The most significant bit of the refresh counter 144 is M
Output as SB. The output of array 132 is coupled to sense amplifier 138. The output of sense amplifier 138 is coupled to column selector 140. Column selector 1
40 also receives the output of MUX 128 and control signal SE. Column selector 140 outputs the data to an external device via “data output” and MUX 130.

【0024】<メモリシステム動作の概要>動作におい
ては、メモリシステム100は通常またはノーマルモー
ドの動作および試験またはテストモードの動作を有す
る。ノーマルモードの動作においては、データプロセッ
サ、マイクロコントローラ、デジタル信号プロセッサ、
その他がプログラム命令に応じてデータをDRAM10
6に書込みかつDRAM106から読み出す。テストモ
ードの動作においては、BISTユニット104は2つ
の総合的なクラスの試験をDRAM106に対して行
い、すなわちパターンテストおよびリフレッシュテスト
である。さらに、リフレッシュテストそれ自体は第1お
よび第2のモードの動作を有する。
<Outline of Memory System Operation> In operation, memory system 100 has a normal or normal mode operation and a test or test mode operation. In normal mode operation, the data processor, microcontroller, digital signal processor,
Others store data in DRAM 10 according to program instructions.
6 and read from the DRAM 106. In the test mode of operation, the BIST unit 104 performs two overall classes of tests on the DRAM 106: a pattern test and a refresh test. Further, the refresh test itself has a first and a second mode of operation.

【0025】<ノーマルモードの動作>ノーマルモード
の動作の説明を続けると、MUX118,120,12
2,124,126,128および130はそれぞれノ
ーマルR/W、ノーマルRAS、ノーマルCAS、ノー
マルロー、ノーマルコラム、ノーマルデータ入力、およ
びデータ出力を通すよう構成されている。メモリシステ
ム100は始めにその動作特性を規定する種々のパラメ
ータによって構成される(configured)。イ
ンテリジェントアクタ(intelligent ac
tor)はメモリシステム100を導入したデータ処理
システムがパワーアップしたときにこれらのパラメータ
をDRAMパラメータレジスタ110に記憶する。これ
らのパラメータは前記アクセスコード信号の特定の組合
せを肯定することによりかつ所望のパラメータ値を入力
「ノーマルデータ入力」に与えることによりDRAMパ
ラメータレジスタ110の特定のものに書き込まれる。
その後、メモリシステム100は提供されたデータをア
レイ132に記憶するかあるいは前に記憶したデータを
アレイ132から出力する。それらと共に散在して、D
RAMコントローラ108は周期的にリフレッシュ信号
をDRAM106に発行して記憶されたデータが通常の
電流リーケージによって時間と共に失われないことを保
証する。
<Normal Mode Operation> Continuing the description of the normal mode operation, the MUXs 118, 120 and 12 will be described.
2, 124, 126, 128 and 130 are configured to pass normal R / W, normal RAS, normal CAS, normal row, normal column, normal data input, and data output, respectively. The memory system 100 is initially configured with various parameters that define its operating characteristics. Intelligent actor
(tor) stores these parameters in the DRAM parameter register 110 when the data processing system incorporating the memory system 100 is powered up. These parameters are written to a particular one of the DRAM parameter registers 110 by asserting a particular combination of the access code signals and by providing the desired parameter value to the input "Normal Data Input".
Thereafter, memory system 100 stores the provided data in array 132 or outputs previously stored data from array 132. Scattered with them, D
RAM controller 108 periodically issues refresh signals to DRAM 106 to ensure that stored data is not lost over time due to normal current leakage.

【0026】読出し動作においては、インテリジェント
アクタは所望のデータアドレスをノーマルローおよびノ
ーマルコラム信号に与え、ノーマルR/W信号を肯定
し、かつ有効なアクセスコード信号を肯定する。制御ユ
ニット142はMUX134を介してローデコーダ13
6に結合されるべき「ロー」を選択する。アクセスデコ
ード信号は前記ノーマルローおよびノーマルコラム信号
におけるアドレスが実際にメモリシステム100に向け
られていることを示す。典型的には、メモリシステム1
00はデータ処理システムにおけるアドレス信号のすべ
てには接続されない。DRAMコントローラ108は次
にノーマルRASおよびノーマルCASに関して第1の
パターンの値を発生しアレイ132が適切なスーパセッ
ト(superset)の所望のデータを出力するよう
にさせる。制御ユニット142は制御信号SEを肯定す
ることによりセンスアンプ138をイネーブルする。セ
ンスアンプ138は前記データのスーパセットを検知し
かつ増幅し、それをコラムセレクタ140に出力する。
コラムセレクタ140は前記データのスーパセットを特
定された部分に解剖し(parses)かつそれをデー
タ出力を介してインテリジェントアクタに出力する。
In a read operation, the intelligent actor applies the desired data address to the normal row and normal column signals, asserts the normal R / W signal, and asserts a valid access code signal. The control unit 142 controls the row decoder 13 via the MUX 134
Select the "row" to be coupled to 6. The access decode signal indicates that the address in the normal row and normal column signals is actually directed to the memory system 100. Typically, the memory system 1
00 is not connected to all of the address signals in the data processing system. DRAM controller 108 then generates a first pattern of values for normal RAS and normal CAS, causing array 132 to output the desired data in the appropriate superset. Control unit 142 enables sense amplifier 138 by asserting control signal SE. Sense amplifier 138 detects and amplifies the superset of the data and outputs it to column selector 140.
The column selector 140 parses the superset of data into specified portions and outputs it to the intelligent actor via the data output.

【0027】書込み動作においては、インテリジェント
アクタは所望のデータおよびデスティネイションデータ
アドレスを前記ノーマルデータ入力、ノーマルローおよ
びノーマルコラム信号に与え、ノーマルR/W信号を否
定しまたは肯定解除し(de−asserts)、かつ
有効なアクセスデコード信号を肯定する。制御ユニット
142はMUX134を介してローデコーダ136に結
合されるべき「ロー」を選択する。コラムセレクタ14
0は前記入力データをアレイ132内の正しいコラムへ
と導く。DRAMコントローラ108は次にノーマルR
ASおよびノーマルCAS上に第1のパターンの値を発
生してアレイ132が前記入力データをアレイ132に
記憶するようにさせる。制御ユニット142は制御信号
SEを肯定することによりセンスアンプ138をイネー
ブルまたは作動させる。センスアンプ138は入力デー
タをノーマルローおよびノーマルコラム値の交差部によ
って特定されるメモリセルへとドライブしかつ同じ行ま
たはローのアクセスされないコラムの存在するデータを
リストアまたは回復する。
In a write operation, the intelligent actor applies desired data and destination data addresses to the normal data input, normal row and normal column signals, and negates or de-asserts the normal R / W signal (de-asserts). ), And asserts a valid access decode signal. The control unit 142 selects a "low" to be coupled to the row decoder 136 via the MUX 134. Column selector 14
A 0 directs the input data to the correct column in array 132. The DRAM controller 108 then switches to the normal R
Generating a first pattern of values on AS and normal CAS causes array 132 to store the input data in array 132. Control unit 142 enables or activates sense amplifier 138 by asserting control signal SE. Sense amplifier 138 drives the input data into the memory cell identified by the intersection of the normal row and normal column values and restores or recovers the existing data in the same row or unaccessed column of the row.

【0028】リフレッシュ動作においては、DRAMコ
ントローラ108はノーマルRASおよびノーマルCA
S上の第2のパターンの値を肯定してDRAM106に
それがリフレッシュ動作を開始すべきことを通知する。
DRAMコントローラ108はDRAMパラメータレジ
スタ110の内容に応じてそのような動作または作用
(action)を通知する。BISTコントローラ1
12はそれぞれMUX120および122を介してRA
SおよびCASに結合されるべきノーマルRASおよび
ノーマルCASを選択する。制御ユニット142はMU
X134を介してローデコーダ136に結合されるべき
リフレッシュカウンタ144の出力、「リフレッシュロ
ー」を選択しかつ制御信号SEを肯定する。アレイ13
2は次にリフレッシュカウンタ144によってインデク
スされたローをセンスアンプ138に結合する。センス
アンプ138はインデクスされたローに記憶された値を
検知し、該値を増幅し、かつ増幅された値をインデクス
されたローにドライブし戻す。制御ユニット142は次
のリフレッシュサイクルの準備において「クロック」を
パルス化またはパルス入力(pulsing)すること
によりリフレッシュカウンタ144を増分する。示され
た実施形態では、アレイ132は128行のメモリビッ
トのセルを具備する。その結果、DRAMコントローラ
108はアレイ132をリフレッシュするためにある時
間インターバル内でノーマルRASおよびノーマルCA
S上の第2のパターンを128回肯定しなければならな
い。
In the refresh operation, the DRAM controller 108 controls the normal RAS and the normal CA.
Affirming the value of the second pattern on S notifies the DRAM 106 that it should start a refresh operation.
The DRAM controller 108 notifies such operations or actions according to the contents of the DRAM parameter register 110. BIST controller 1
12 are RAs via MUXs 120 and 122, respectively.
Select normal RAS and normal CAS to be coupled to S and CAS. The control unit 142 is an MU
Select the output of refresh counter 144, "Refresh Low", to be coupled to row decoder 136 via X134, and assert control signal SE. Array 13
2 then couples the row indexed by refresh counter 144 to sense amplifier 138. Sense amplifier 138 senses the value stored in the indexed row, amplifies the value, and drives the amplified value back to the indexed row. The control unit 142 increments the refresh counter 144 by pulsing or pulsing the "clock" in preparation for the next refresh cycle. In the embodiment shown, array 132 comprises 128 rows of memory bit cells. As a result, the DRAM controller 108 causes normal RAS and normal CA within a certain time interval to refresh the array 132.
The second pattern on S must be asserted 128 times.

【0029】<テストモードの動作、パターンテスト>
テストモードの動作の説明を続けると、BISTユニッ
ト104は典型的にはそれが始めにパワーアップされた
ときにアレイ132における各々のメモリビットセルを
試験する。一般に、メモリシステム100に関連するロ
ジック(図示せず)が制御信号BISTイネーブルを肯
定してパワーオンリセット(POR)の後のテストを開
始する。しかしながら、BISTテストは、適切な場合
には、他の時間(単数または複数)に行うことができ
る。BISTコントローラ112はMUX118,12
0,122,124,126,128および130が、
それぞれ、BIST R/W、BIST RAS、BI
ST CAS、BISTロー、BISTコラム、BIS
Tデータ入力およびVDDを通すようにさせる。BIS
Tコントローラ112は各々のメモリビットセルの機能
を確認するためにテストデータによって一連のテスト読
出しおよびテスト書込みを行う。
<Operation in Test Mode, Pattern Test>
Continuing with the description of the test mode of operation, BIST unit 104 typically tests each memory bit cell in array 132 when it is first powered up. Generally, logic (not shown) associated with memory system 100 asserts control signal BIST enable to initiate testing after a power-on reset (POR). However, the BIST test can be performed at other time (s), if appropriate. The BIST controller 112 has MUXs 118 and 12
0, 122, 124, 126, 128 and 130
BIST R / W, BIST RAS, BI
ST CAS, BIST row, BIST column, BIS
Allow T data input and VDD to pass. BIS
The T controller 112 performs a series of test reading and writing with test data to confirm the function of each memory bit cell.

【0030】BISTコントローラ112はテストデー
タパターン、動作順序(読出し/書込みまたは書込み/
読出し)、およびアドレスシーケンス(上昇方向(as
cending)または下降方向(descendin
g))を変化させてできるだけ多くの障害を検出する。
本発明の1実施形態では、BISTコントローラ112
はオール“1”、オール“0”、および交互の“1”お
よび“0”のパターンによって各々のメモリエントリを
試験する。他のパターンが技術的に知られている。
The BIST controller 112 controls the test data pattern, the operation order (read / write or write / write).
Read) and address sequence (ascending direction (as
sending or descending direction (descendin)
g)) to detect as many faults as possible.
In one embodiment of the present invention, the BIST controller 112
Tests each memory entry with an all "1", all "0", and alternating "1" and "0" pattern. Other patterns are known in the art.

【0031】BISTコントローラ112は上で述べた
ノーマルまたは通常読出しおよびノーマルまたは通常書
込みと同様の方法でテスト読出しおよびテスト書込みを
発生する。しかしながら、この場合はBISTコントロ
ーラ112は前記R/W、RAS、CAS、ロー、コラ
ム、およびデータ入力の値をその出力BIST R/
W、BIST RAS、BIST CAS、BISTロ
ー、BISTコラム、およびBISTデータ入力を介し
て提供する。本発明の1実施形態では、BISTコント
ローラ112はBISTテストの種々の動作のシーケン
スを行うためにカウンタ(図示せず)を含んでいる。特
に、該カウンタのあるビットはどのパターンがアレイ1
32に供給されるかを制御し、該カウンタのあるビット
はどの値がBISTローに供給されるかを制御し、該カ
ウンタのあるビットはどの値がBISTコラムに供給さ
れるかを制御するなどが行われる。このように、アドレ
ス、パターン、その他のすべての必要な組合せが容易に
発生できる。
The BIST controller 112 generates test read and test write in a manner similar to the normal or normal read and normal or normal write described above. However, in this case, the BIST controller 112 writes the values of the R / W, RAS, CAS, row, column, and data inputs to its output BIST R /
W, BIST RAS, BIST CAS, BIST Row, BIST Column, and BIST Data Input. In one embodiment of the present invention, BIST controller 112 includes a counter (not shown) to sequence various operations of the BIST test. In particular, certain bits of the counter indicate which pattern is in array 1
Controls which values are supplied to the BIST row, certain bits of the counter control which values are supplied to the BIST column, etc. Is performed. In this way, addresses, patterns, and all other necessary combinations can be easily generated.

【0032】BISTコントローラ112は比較器11
6において前記「データ出力」値を「予期データ(EX
PECTED DATA)」と比較することにより各々
のメモリビットセルの機能を確認する。もしこれら2つ
の値が等しければ、比較器116は制御信号「イコー
ル」を肯定し、首尾よいテストを示す。もし2つの値が
等しくなければ、比較器116は制御信号「イコール」
を肯定解除または否定し、テストの不合格を指示する。
The BIST controller 112 controls the comparator 11
6, the "data output" value is changed to "expected data (EX
(PECTED DATA) "to confirm the function of each memory bit cell. If these two values are equal, comparator 116 asserts control signal "equal", indicating a successful test. If the two values are not equal, comparator 116 provides control signal "equal".
Affirmative or negative to indicate test failure.

【0033】<テストモードの動作、リフレッシュ試
験、保持確認>BISTユニット104はアレイ132
における各メモリビットセルのデータ保持またはリテン
ション特性をテストする。第1のデータ保持テストモー
ドでは、BISTユニット104は単一の合格/不合格
(pass/fail)テストを行うことによりDRA
M106が仕様を満たしているかあるいは超過している
かを判定する。1実施形態では、このデータ保持テスト
は上で述べたBISTパターンテストの後に行われる。
他の実施形態では、それは独自の制御信号によって別個
に開始することができる。DRAMにおいては、各々の
メモリビットセルに蓄積された電荷は時間と共に放散し
または「リーク」する傾向があり、データの値を汚染す
る。データ保持テストはメモリに記憶されたデータが仕
様で定められた「保持時間(retention ti
me)」期間より大きいかまたは等しい最小時間の間持
ちこたえるか否かを判定する。その結果、もしそれぞれ
の保持期間に少なくとも1度それぞれのメモリビットセ
ルがリフレッシュされれば、記憶された値は信頼できる
ものとなる。
<Operation in Test Mode, Refresh Test, Holding Confirmation> The BIST unit 104
Test the data retention or retention characteristics of each memory bit cell. In the first data retention test mode, the BIST unit 104 performs a DRA by performing a single pass / fail test.
It is determined whether M106 meets or exceeds the specification. In one embodiment, this data retention test is performed after the BIST pattern test described above.
In other embodiments, it can be started separately by its own control signal. In a DRAM, the charge stored in each memory bit cell tends to dissipate or "leak" over time, contaminating the value of the data. In the data retention test, the data stored in the memory has a “retention time (retention time)” defined by the specification.
me) "to determine whether to sustain for a minimum time greater than or equal to the period. As a result, the stored values are reliable if each memory bit cell is refreshed at least once during each retention period.

【0034】始めに、BISTコントローラ112は知
られた値をアレイ132に記憶した後に少なくとも1つ
のリフレッシュが行われることができるようにする。本
発明の1実施形態では、BISTコントローラ112は
上で述べたBISTパターンテストにおいて発生された
最後のパターンによって保持テストを開始する。BIS
Tコントローラ112はMUX制御信号を肯定解除また
は否定することにより通常のまたはノーマルリフレッシ
ュ動作が行われるようにし、ノーマルRASおよびノー
マルCAS信号がDRAM106に到達できるようにす
る。
Initially, the BIST controller 112 stores at least one known value in the array 132 so that at least one refresh can be performed. In one embodiment of the present invention, BIST controller 112 initiates a retention test with the last pattern generated in the BIST pattern test described above. BIS
The T controller 112 enables a normal or normal refresh operation by canceling or negating the MUX control signal so that the normal RAS and normal CAS signals can reach the DRAM 106.

【0035】次に、BISTコントローラ112はリフ
レッシュレートを効果的に低減するためDRAMコント
ローラ108のノーマルリフレッシュ動作を中断する。
BISTコントローラ112はMUX制御信号を再び肯
定することによりDRAMコントローラ108のノーマ
ルリフレッシュ動作を中断しノーマルRASおよびノー
マルCAS信号がDRAM106に到達するのを阻止す
る。BISTコントローラ112はそれぞれ(M+N)
のリフレッシュにおいてN回ノーマルリフレッシュ動作
を中断することにより有効または実効リフレッシュレー
トを低減し、この場合NおよびMは整数である。この戦
略は実効リフレッシュレートを(1+N/M)*ノーマ
ル保持時間の試験される保持時間に対応して次の数式で
表されるように低減する。
Next, the BIST controller 112 suspends the normal refresh operation of the DRAM controller 108 to effectively reduce the refresh rate.
The BIST controller 112 interrupts the normal refresh operation of the DRAM controller 108 by re-asserting the MUX control signal, and prevents the normal RAS and normal CAS signals from reaching the DRAM 106. BIST controller 112 is (M + N)
, The effective or effective refresh rate is reduced by interrupting the normal refresh operation N times, where N and M are integers. This strategy reduces the effective refresh rate corresponding to the tested hold time of (1 + N / M) * Normal hold time as expressed by the following equation:

【数1】 [1/(1+N/M)]*ノーマルリフレッシュレート## EQU1 ## [1 / (1 + N / M)] * Normal refresh rate

【0036】N:Mカウンタの1実施形態は「プログラ
ム可能な周期を有するカウンタおよびそのための方法
(A Counter Having Program
mable Periods and Method
Therefor)」と題する、係属中の米国特許出願
第08/674,381号に述べられており、この出願
は参照のためここに導入される。この特定のN:Mカウ
ンタはDRAMコントローラ108によって発生される
(M+N)のリフレッシュ動作にわたり規則的にNの中
断または割込みを入れる。
One embodiment of the N: M counter is described in "Counter with Programmable Period and Method Therefor" (A Counter Having Program).
map Periods and Method
No. 08 / 674,381, entitled "Therfor)", which is incorporated herein by reference. This particular N: M counter regularly places N interrupts or interrupts over the (M + N) refresh operations generated by DRAM controller 108.

【0037】アレイ132のそれぞれの行またはローの
いくつかの数のリフレッシュの後に、BISTコントロ
ーラ112はアレイ132をアクセスするためにMUX
制御信号を再び肯定する。BISTコントローラ112
はリフレッシュカウンタ144によって出力される最上
位ビット(MSB)を監視することによりDRAMコン
トローラ108がアレイ132におけるそれぞれの行の
リフレッシュ動作を完了していることを判定する。上に
述べたように、リフレッシュカウンタ144はリフレッ
シュ動作が行われるたびごとに制御ユニット142によ
って1だけ増分される。従って、BISTコントローラ
112におけるローカウンタはDRAM106がそれぞ
れのローを通って循環するたびごとに増分される。他の
実施形態では、ローカウンタはBISTコントローラ1
12によってマスクされない各々のリフレッシュ動作を
カウントすることができる。このカウントがアレイ13
2のローの数に等しくなったとき、それぞれのローのリ
フレッシュが完了することになる。BISTコントロー
ラ112は前記「データ出力」値を上に述べたように
「予期データ」値と比較する。もし「データ出力」およ
び「予期データ」が同じであれば、有効または実効リフ
レッシュレートは保持時間を超えなかったことになる。
もし2つの値が異なれば、実効リフレッシュレートは保
持時間を超えたことになる。
After some number of refreshes of each row or row of array 132, BIST controller 112 accesses MUX to access array 132.
The control signal is asserted again. BIST controller 112
Determines that DRAM controller 108 has completed the refresh operation for each row in array 132 by monitoring the most significant bit (MSB) output by refresh counter 144. As mentioned above, the refresh counter 144 is incremented by one by the control unit 142 each time a refresh operation is performed. Accordingly, the row counter in BIST controller 112 is incremented each time DRAM 106 cycles through each row. In another embodiment, the row counter is a BIST controller 1
12, each refresh operation that is not masked can be counted. This count is the array 13
When equal to the number of rows of two, the refresh of each row will be completed. The BIST controller 112 compares the "data out" value with the "expected data" value as described above. If "data out" and "expected data" are the same, then the effective or effective refresh rate has not exceeded the hold time.
If the two values are different, the effective refresh rate has exceeded the hold time.

【0038】<テストモードの動作、リフレッシュテス
ト、保持特徴づけ>第2のデータ保持テストモードにお
いては、BISTユニット104は一連の合格/不合格
テストを行うことによってDRAM106の実際の保持
時間を決定する。1実施形態では、この第2のモードは
リフレッシュ制御レジスタ114における特定のビット
を論理“1”の値にセットすることにより選択される。
この第2のモードにおいては、BISTコントローラ1
12は第1の値のNおよびMを使用して第1のデータ保
持テストを行う。次に、BISTコントローラ112は
前のテストが合格したかあるいは不合格であったかおよ
び使用されたサーチアルゴリズムに応じてNおよび/ま
たはMの値を変更する。
<Test Mode Operation, Refresh Test, and Retention Characterization> In the second data retention test mode, the BIST unit 104 determines the actual retention time of the DRAM 106 by performing a series of pass / fail tests. . In one embodiment, this second mode is selected by setting a particular bit in refresh control register 114 to a logical "1" value.
In the second mode, the BIST controller 1
12 performs a first data retention test using the first values N and M. Next, the BIST controller 112 changes the value of N and / or M depending on whether the previous test passed or failed and the search algorithm used.

【0039】1実施形態では、BISTコントローラ1
12はリニアサーチアルゴリズム(linear se
arch algorithm)を使用する。リニアサ
ーチアルゴリズムにおいては、BISTコントローラ1
12はNを1に等しくかつMをアレイ132の行または
ローの数に等しくセットする。BISTコントローラ1
12は次にNおよびMのこれらの値によってテストを行
う。もしアレイ132が合格すれば、次にBISTコン
トローラ112はNを増分しかつ再びテストを行う。こ
のプロセスがNがMに等しくなるまでまたはアレイ13
2が不合格になるまで続く。このテストの終りに、BI
STコントローラ112はNの最後の値をリフレッシュ
制御レジスタ114に書き込む。
In one embodiment, the BIST controller 1
12 is a linear search algorithm (linear search algorithm)
arch algorithm). In the linear search algorithm, the BIST controller 1
12 sets N equal to 1 and M equals the number of rows or rows in array 132. BIST controller 1
12 then tests with these values of N and M. If array 132 passes, then BIST controller 112 increments N and performs the test again. This process continues until N equals M or the array 13
Continue until 2 fails. At the end of this test, BI
The ST controller 112 writes the last value of N into the refresh control register 114.

【0040】他の実施形態では、BISTコントローラ
112は第2のデータ保持テストモードにおいて2進サ
ーチアルゴリズムを使用する。このアルゴリズムは図6
および図7を参照して後により詳細に説明する。BIS
Tコントローラ112はまたNの最後の値をリフレッシ
ュ制御レジスタ114に書き込む。
In another embodiment, BIST controller 112 uses a binary search algorithm in the second data retention test mode. This algorithm is shown in FIG.
This will be described in more detail later with reference to FIG. BIS
The T controller 112 also writes the last value of N into the refresh control register 114.

【0041】メモリシステム100を導入したシステム
のユーザはDRAMパラメータレジスタ110にプログ
ラムされたリフレッシュレートを調整するためにNの最
終値を使用することができる。そのような調整はユーザ
がリフレッシュ動作に割り当てられた帯域幅を最小にし
かつリフレッシュ動作によって消費される電力を最小に
することができるようにする。
The user of the system that has implemented the memory system 100 can use the final value of N to adjust the refresh rate programmed into the DRAM parameter register 110. Such adjustments allow the user to minimize the bandwidth allocated to the refresh operation and minimize the power consumed by the refresh operation.

【0042】テストモードの動作は図3〜図7を参照し
てさらに説明する。
The operation in the test mode will be further described with reference to FIGS.

【0043】図2は、図1に示されるメモリシステム1
00のプログラム可能レジスタの概念的表現を示す。リ
フレッシュタイマレジスタ、RASタイマレジスタ、C
ASタイマレジスタ、プリチャージタイマレジスタ、お
よびページタイマレジスタがDRAMのパラメータレジ
スタ110に導入される。BISTリフレッシュ制御レ
ジスタがリフレッシュ制御レジスタ114において実施
される。これらのレジスタはメモリシステム100のユ
ーザにとって見ることができ(visible)かつプ
ログラム可能である。他の実施形態では、これらのレジ
スタはメモリシステム100の製造者によって永久的な
値にハードワイヤ接続することができる。
FIG. 2 shows the memory system 1 shown in FIG.
4 shows a conceptual representation of a 00 programmable register. Refresh timer register, RAS timer register, C
An AS timer register, a precharge timer register, and a page timer register are introduced into the parameter register 110 of the DRAM. The BIST refresh control register is implemented in the refresh control register 114. These registers are visible and programmable to the user of the memory system 100. In other embodiments, these registers can be hardwired to permanent values by the manufacturer of the memory system 100.

【0044】前記リフレッシュタイマレジスタ、RAS
タイマレジスタ、CASタイマレジスタ、プリチャージ
タイマレジスタ、およびページタイマレジスタは技術的
に一般に知られている。リフレッシュタイマレジスタに
格納された値はDRAMコントローラ108がDRAM
106に対しリフレッシュ動作を開始するレートを制御
する。RASタイマレジスタに格納された値はノーマル
RAS信号の最小肯定幅(minimum asser
tion width)を制御する。CASタイマレジ
スタに格納された値はノーマルCAS信号の最小肯定幅
を制御する。プリチャージタイマレジスタに格納された
値はノーマルRAS信号の最小肯定解除または否定幅
(minimum de−assertion wid
th)を制御する。ページタイマレジスタに格納された
値はノーマルRAS信号の最大肯定幅を制御する。ユー
ザはこれらの値の各々を選択されたDRAMの設計仕様
に応じて選択する。
The refresh timer register, RAS
Timer registers, CAS timer registers, precharge timer registers, and page timer registers are generally known in the art. The value stored in the refresh timer register is stored in the DRAM controller 108 by the DRAM.
Control the rate at which the refresh operation is started for 106. The value stored in the RAS timer register is the minimum positive width of the normal RAS signal.
Width). The value stored in the CAS timer register controls the minimum positive width of the normal CAS signal. The value stored in the precharge timer register is the minimum de-assertion width or minimum de-assertion width of the normal RAS signal.
th). The value stored in the page timer register controls the maximum positive width of the normal RAS signal. The user selects each of these values according to the design specification of the selected DRAM.

【0045】前記BISTリフレッシュ制御レジスタ1
14は4つのフィールド、1ビットの有効フィールド
(V)、1ビットのスイープフィールド(S)、7ビッ
トのNフィールド、および7ビットのMフィールド、を
有する16ビットのレジスタである。Vがゼロに等しい
場合、BISTコントローラ112は何らの保持テスト
も行わない。Vが“1”に等しい場合、BISTコント
ローラ112は、Sフィールドの値に応じて、保持テス
トを行う。もしSフィールドがゼロに等しければ、BI
STコントローラ112はNおよびMフィールドにロー
ドされたNおよびMの値によって単一のデータ保持確認
テストを行う。もしSフィールドが“1”に等しけれ
ば、BISTコントローラ112はDRAM106を特
徴づけるために一連のデータ保持テストを行う。Nおよ
びMフィールドに格納された値は前に説明した。
The BIST refresh control register 1
Reference numeral 14 denotes a 16-bit register having 4 fields, 1-bit valid field (V), 1-bit sweep field (S), 7-bit N field, and 7-bit M field. If V is equal to zero, BIST controller 112 does not perform any retention tests. When V is equal to “1”, the BIST controller 112 performs a retention test according to the value of the S field. If the S field equals zero, BI
The ST controller 112 performs a single data retention verification test with the values of N and M loaded into the N and M fields. If the S field is equal to "1", the BIST controller 112 performs a series of data retention tests to characterize the DRAM 106. The values stored in the N and M fields have been described previously.

【0046】図3は、図1に示されたBISTコントロ
ーラ112の動作の流れ図300を示す。ここでは、V
は“1”に等しくかつSはゼロに等しい。その結果、B
ISTコントローラ112はすべてのパターンテストを
行った後に単一のデータ保持テストを行うことになる。
もしVがゼロに等しければ、BISTコントローラ11
2は「リフレッシュテスト」と包括的に名づけられたス
テップを行わない。もしSが“1”に等しければ、BI
STコントローラ112は「リフレッシュテスト」と包
括的に名づけられた命令の代わりに図6に示されるステ
ップを行うことになる。
FIG. 3 shows a flowchart 300 of the operation of the BIST controller 112 shown in FIG. Here, V
Is equal to "1" and S is equal to zero. As a result, B
The IST controller 112 performs a single data retention test after performing all pattern tests.
If V is equal to zero, the BIST controller 11
2 does not perform the step generically named "refresh test". If S is equal to "1", BI
The ST controller 112 will perform the steps shown in FIG. 6 instead of the instruction generically named "refresh test".

【0047】流れ図300はBISTコントローラ11
2が、ステップ302において、MUX制御信号を肯定
したときに始まる。MUX制御信号の肯定はBISTコ
ントローラ112をDRAM106に結合する。BIS
Tコントローラ112は、ステップ304において、最
初のパターンを選択する。そのようなパターンはオール
0、オール1、または交互に0および1からなるものと
することができる。BASTコントローラ112は次に
このパターンをアレイ132に供給し、アレイ132を
読出しかつ記憶された値が予期された値と等しいかを判
定する、ステップ306。BISTコントローラ112
は次に、ステップ308において、アレイ132に加え
るべきパターンがさらにあるかを判定する。さらにアレ
イ132に加えるべきパターンがあれば、BISTコン
トローラ112は、ステップ310において、新しいパ
ターンを選択しかつステップ306に戻る。
The flowchart 300 shows the BIST controller 11.
2 begins when step 302 asserts the MUX control signal. The assertion of the MUX control signal couples the BIST controller 112 to the DRAM 106. BIS
In step 304, the T controller 112 selects the first pattern. Such a pattern may be all 0's, all 1's, or alternatively 0's and 1's. BAST controller 112 then provides this pattern to array 132, reads array 132 and determines if the stored value is equal to the expected value, step 306. BIST controller 112
Next, at step 308, determine if there are any more patterns to add to the array 132. If there are more patterns to add to array 132, BIST controller 112 selects a new pattern at step 310 and returns to step 306.

【0048】もしテストすべきパターンがそれ以上なけ
れば、BISTコントローラ112はステップ306に
おいて記憶された最後のパターンを使用してデータ保持
テストを行う、ステップ312。ステップ312は図4
を参照して後に説明する。BISTコントローラ112
は次に、ステップ314において、アレイ132に供給
すべきパターンがさらにあるか否かを判定する。もしア
レイ132に加えるべきパターンがさらにあれば、BI
STコントローラ112は、ステップ316において、
新しいパターンをセットしかつステップ312に戻る。
もし試験すべきパターンがそれ以上なければ、BIST
コントローラ112は、ステップ318においてMUX
制御信号を肯定解除または否定する。MUX制御信号の
肯定解除または否定はDRAMコントローラ108をD
RAM106に再結合する。
If there are no more patterns to test, the BIST controller 112 performs a data retention test using the last pattern stored in step 306, step 312. Step 312 corresponds to FIG.
This will be described later with reference to FIG. BIST controller 112
Next, at step 314, it is determined whether there are more patterns to be provided to the array 132. If there are more patterns to add to array 132, BI
The ST controller 112 determines in step 316
Set a new pattern and return to step 312.
If there are no more patterns to test, BIST
The controller 112 determines in step 318 that the MUX
Cancel or negate the control signal. Canceling or negating the MUX control signal causes the DRAM controller 108 to
Reconnect to RAM 106.

【0049】BISTコントローラ112は、ステップ
320において、エラーを報告し、流れ図300を完了
させる。BISTコントローラ112は、選択的にBI
STパス(BIST PASS)を肯定することによ
り、その出力BIST完了(BIST COMPLET
E)を肯定することによりエラーを報告する。BIST
コントローラ112は前の一連のテストにおいてエラー
がなければBISTパスを肯定する。
The BIST controller 112 reports an error and completes the flowchart 300 at step 320. The BIST controller 112 selectively
By asserting the ST path (BIST PASS), the output BIST is completed (BIST COMPLET).
Report an error by affirming E). BIST
Controller 112 affirms the BIST pass if there was no error in the previous series of tests.

【0050】図4は、図3に示されたステップ310の
流れ図400を示す。流れ図400においては、BIS
Tコントローラ112は単一のデータ保持テストを行
う。始めに、BISTコントローラ112は、ステップ
402において、MUX制御信号を肯定解除または否定
することによりノーマルリフレッシュ動作を可能にす
る。上で述べたように、MUX制御信号の肯定解除また
は否定はノーマルRASおよびノーマルCAS信号をD
RAM106に結合する。BISTコントローラ112
は、ステップ404において、DRAMコントローラ1
08からのリフレッシュ動作を待機する。DRAMコン
トローラ108はノーマルRASを監視することにより
リフレッシュ要求を検出する。(他の実施形態では、B
ISTコントローラはリフレッシュサイクルを示す他の
信号を監視することができる。)BISTコントローラ
112はいったんそれがリフレッシュサイクルを検出す
るとN:Mカウンタを増分する、ステップ406。
FIG. 4 shows a flowchart 400 of step 310 shown in FIG. In flowchart 400, the BIS
The T controller 112 performs a single data retention test. First, at step 402, the BIST controller 112 enables a normal refresh operation by de-asserting or negating the MUX control signal. As described above, the release or affirmation of the MUX control signal causes the normal RAS signal and the normal CAS signal to be changed to D.
Coupled to RAM 106. BIST controller 112
In step 404, the DRAM controller 1
It waits for the refresh operation from 08. The DRAM controller 108 detects a refresh request by monitoring the normal RAS. (In other embodiments, B
The IST controller can monitor other signals indicating a refresh cycle. 3.) BIST controller 112 increments the N: M counter once it detects a refresh cycle, step 406.

【0051】BISTコントローラ112は、ステップ
408において、ローカウンタを増分する。次に、BI
STコントローラ112は、ステップ410において、
それが各々のメモリエントリが2回リフレッシュされる
ことを許容しているか否かを判定する。もしBISTコ
ントローラ112が各メモリエントリが2回リフレッシ
ュされるのを許容しておれば、BISTコントローラ1
12は、ステップ412において、DRAM106の制
御を行うためにMUX制御信号を肯定する。いったん制
御に入ると、BISTコントローラ112は記憶された
データが予期されたデータに等しいことを確認する、ス
テップ414。データ保持テストは今や完了しかつ流れ
図400は図3に戻る。
The BIST controller 112 increments the row counter at step 408. Next, BI
The ST controller 112 determines in step 410
Determine if it allows each memory entry to be refreshed twice. If the BIST controller 112 allows each memory entry to be refreshed twice, the BIST controller 1
In step 412, the MUX control signal is affirmed in order to control the DRAM 106. Once in control, BIST controller 112 verifies that the stored data is equal to the expected data, step 414. The data retention test is now complete and the flowchart 400 returns to FIG.

【0052】もしBISTコントローラ112がまだ各
メモリエントリが2回リフレッシュされることを許容し
ていなければ、それはステップ416に続く。ステップ
408および410はDRAM106に渡された各々の
リフレッシュ動作をカウントするローカウンタと共に動
作可能な一連のステップを示す。上で説明したように、
本発明の他の実施形態ではリフレッシュカウンタ144
のMSBのみを監視する。そのような実施形態では、ス
テップ408および410はステップ412に分岐する
前にMSB信号の少なくとも4つの遷移をカウントす
る。
If BIST controller 112 has not yet allowed each memory entry to be refreshed twice, it continues at step 416. Steps 408 and 410 represent a series of steps operable with a row counter that counts each refresh operation passed to DRAM 106. As explained above,
In another embodiment of the present invention, the refresh counter 144
Monitor only the MSB of In such an embodiment, steps 408 and 410 count at least four transitions of the MSB signal before branching to step 412.

【0053】ステップ416によって説明を続けると、
BISTコントローラ112は、ステップ416におい
て、それが次のノーマルリフレッシュサイクルを中断
(interrupt)または「スキップ」すべきか否
かを判定する。BISTコントローラ112はN:Mカ
ウンタの値に基づきそれが次のノーマルリフレッシュサ
イクルをスキップすべきか否かを判定する。上で述べた
ように、N:Mカウンタは(M+N)リフレッシュサイ
クルにわたりNのポーズを挿入する。もしBISTコン
トローラ112がそれが次のノーマルリフレッシュサイ
クルをスキップすべきことを判定すれば、BISTコン
トローラはMUX制御信号を肯定し、DRAMコントロ
ーラ108をDRAM106から切り離す、ステップ4
18。もしBISTコントローラ112がそれが次のノ
ーマルリフレッシュサイクルをスキップすべきでないと
判定すれば、BISTコントローラはステップ404に
戻る。
Continuing with step 416,
The BIST controller 112 determines at step 416 whether it should interrupt or "skip" the next normal refresh cycle. The BIST controller 112 determines based on the value of the N: M counter whether it should skip the next normal refresh cycle. As mentioned above, the N: M counter inserts N pauses over (M + N) refresh cycles. If the BIST controller 112 determines that it should skip the next normal refresh cycle, the BIST controller asserts the MUX control signal and disconnects the DRAM controller 108 from the DRAM 106, step 4
18. If the BIST controller 112 determines that it should not skip the next normal refresh cycle, the BIST controller returns to step 404.

【0054】ステップ418から続いて、BISTコン
トローラ112は次に、ステップ420において、DR
AMコントローラ108から次に試みられるリフレッシ
ュサイクルを待機する。BISTコントローラは次に試
みられるリフレッシュサイクルの後にステップ402に
戻る。
Continuing from step 418, the BIST controller 112 then proceeds to step 420
It waits for the next attempted refresh cycle from the AM controller 108. The BIST controller returns to step 402 after the next attempted refresh cycle.

【0055】図5は、図3に示された流れ図のステップ
のグラフ表現を示す。図5はBISTコントローラ11
2の説明において有用である。一般に、図5はパターン
テストとこれに続くリフレッシュテストを示している。
図5の左側部分はパターンテストに関連する動作を示し
ている。図5の右側部分はデータ保持テストに関連する
動作を示している。
FIG. 5 shows a graphical representation of the steps of the flowchart shown in FIG. FIG. 5 shows the BIST controller 11
2 is useful in the description. In general, FIG. 5 shows a pattern test followed by a refresh test.
The left part of FIG. 5 shows the operation related to the pattern test. The right part of FIG. 5 shows the operation related to the data retention test.

【0056】パターンテストはアレイ132に対する一
連の読出しおよび書込みから構成される。各々の一連の
読出しおよび/または書込みは傾斜したラインによって
表されている。正のスロープはアレイ132における上
昇するまたはさかのぼる(ascending)アドレ
スに対する一連の読出しおよび/または書込みを示して
いる。負のスロープはアレイ132における降下するま
たは下りの(descending)アドレスに対する
一連の読出しおよび/または書込みを示している。各々
の傾斜するラインに関連してニーモニック(mnemo
nic)がある。“R”および“W”は、それぞれ、読
出しおよび書込み動作を示す。両方のイニシャルはいっ
しょになって同じメモリエレメントに対する2つの動作
を示す。“0”および“1”は、それぞれ、データパタ
ーンおよびその2進補数を表す。一例として、BIST
コントローラはエレメント127で始まりかつエレメン
ト0で終わる各メモリエレメントに対しパターンを書き
込む。次に、BISTコントローラ112は各エレメン
トからパターンを読み出し、その正しさを確認し、かつ
相補パターンを同じアドレスに書き込む。BISTコン
トローラ112は再び下りの順序でアレイ132にアク
セスする。「パターンテスト」と名づけられた図5の部
分は図3に示されるステップ306の単一の実行を示
す。
The pattern test consists of a series of reads and writes to array 132. Each series of reads and / or writes is represented by a sloping line. A positive slope indicates a series of reads and / or writes to ascending or ascending addresses in array 132. A negative slope indicates a series of reads and / or writes to a descending or descending address in array 132. A mnemonic (mnemo) associated with each sloping line
nic). "R" and "W" indicate read and write operations, respectively. Both initials together indicate two operations on the same memory element. “0” and “1” represent the data pattern and its binary complement, respectively. As an example, BIST
The controller writes a pattern for each memory element that starts with element 127 and ends with element 0. Next, the BIST controller 112 reads a pattern from each element, checks its correctness, and writes a complementary pattern to the same address. The BIST controller 112 accesses the array 132 again in the descending order. The portion of FIG. 5 labeled "Pattern Test" shows a single execution of step 306 shown in FIG.

【0057】前記データ保持テストはアレイ132に対
する一連の読出し、書込みおよびリフレッシュから構成
される。リフレッシュシーケンスはそれらのR、W、そ
の他の欠如によって識別される。リフレッシュシーケン
スはアレイ132に対するそれらの適用に関して示され
ている。上に述べたように、より大きな数がDRAMコ
ントローラ108によって発生される。この場合、第1
のリフレッシュテストシーケンスは最後のパターンテス
トにおいて記憶されたデータを使用することは明らかで
ある。前に述べたように、割込みまたは中断がリフレッ
シュシーケンスに配置されて実効リフレッシュレートを
低減する。1実施形態では、比較的大きなギャップが一
組のリフレッシュ動作におけるあるポイントの後に挿入
される。他の実施形態では、いくつかの比較的小さなギ
ャップがリフレッシュシーケンスに挿入される。いずれ
の場合も、それぞれの行またはローが同じデータ保持イ
ンターバルによってリフレッシュされる。各々のリフレ
ッシュシーケンスは図3のステップ312の1つの実行
に対応する。また、確認または検証(verifica
tion)ステップ414および新しいパターンをセッ
トするステップ(set new pattern s
tep)316は第1および第2のリフレッシュパター
ンの間に示された単一の少しの(atomic)読出し
−書込みライン“R0W1”によって示されている。
The data retention test consists of a series of reads, writes, and refreshes for array 132. Refresh sequences are identified by their R, W, or other lack. Refresh sequences are shown for their application to array 132. As noted above, a larger number is generated by DRAM controller 108. In this case, the first
Clearly uses the data stored in the last pattern test. As previously mentioned, interrupts or interruptions are placed in the refresh sequence to reduce the effective refresh rate. In one embodiment, a relatively large gap is inserted after a point in a set of refresh operations. In other embodiments, some relatively small gaps are inserted into the refresh sequence. In each case, each row or row is refreshed with the same data retention interval. Each refresh sequence corresponds to one execution of step 312 in FIG. Confirmation or verification (verifica)
step 414 and setting a new pattern (set new pattern s)
step) 316 is indicated by a single atomic read-write line "R0W1" shown between the first and second refresh patterns.

【0058】図6は、図1に示されるBISTコントロ
ーラ112の動作の流れ図600を示す。ここでは、V
は“1”に等しくかつSは“1”に等しい。また、Mは
アレイ132における行またはローの数にセットされ
る。その結果、BISTコントローラ112はDRAM
106の保持時間を特徴づけるために一連のデータ保持
テストを行うことになる。さらに、この実施形態では、
BISTコントローラ112は保持時間を迅速に決定す
るため2進サーチアルゴリズムを使用する。
FIG. 6 shows a flowchart 600 of the operation of the BIST controller 112 shown in FIG. Here, V
Is equal to "1" and S is equal to "1". Also, M is set to the number of rows or rows in array 132. As a result, the BIST controller 112
A series of data retention tests will be performed to characterize the retention time of 106. Further, in this embodiment,
The BIST controller 112 uses a binary search algorithm to quickly determine the hold time.

【0059】流れ図600はNの初期値を(M/2)に
等しくセットしかつ調整係数(adjustment
factor)の値Lを(N/2)にセットすることに
より始まる、ステップ602。BISTコントローラ1
12は次に、ステップ604において、図4に示される
データ保持テストを行う。BISTコントローラ112
は引き続き、ステップ606において、同じ保持時間に
テストすべきパターンがさらにあるか否かを判定する。
もし同じ保持時間にテストすべきパターンがさらにあれ
ば、BISTコントローラ112は、ステップ608に
おいて、この新しいパターンをアレイ132に書き込み
かつステップ604に戻る。
Flow chart 600 sets the initial value of N equal to (M / 2) and adjusts the adjustment factor (adjustment).
Step 602, which begins by setting the value L of the factor to (N / 2). BIST controller 1
Next, in step 604, the data retention test shown in FIG. BIST controller 112
Then, in step 606, it is determined whether there are any more patterns to be tested at the same holding time.
If there are more patterns to be tested at the same hold time, BIST controller 112 writes this new pattern to array 132 at step 608 and returns to step 604.

【0060】もし同じ保持時間にテストすべきパターン
がさらになければ、BISTコントローラ112は、ス
テップ610において、いずれかのパターンにおいて前
の保持インターバルにいずれかの不合格があったか否か
を判定する。もし前の保持インターバルに不合格があれ
ば、BISTコントローラ112は、ステップ612に
おいて、NからLを減算することにより保持インターバ
ルを低減する。もし前の保持インターバルに不合格がな
ければ、BISTコントローラ112は、ステップ61
4において、LをNに加えることにより保持インターバ
ルを増大する。いずれの場合も、BISTコントローラ
112は、ステップ616において、調整係数Lを半分
にする。次に、BISTコントローラ12は調整係数L
を1と比較することによりそれがその2進サーチを完了
したか否かを判定する。もし調整係数が1またはそれ以
上であれば、2進サーチは完了していない。BISTコ
ントローラ112はステップ604に戻りかつテストを
続ける。もし調整係数が1より小さければ、2進サーチ
は完了する。
If there are no more patterns to test for the same hold time, BIST controller 112 determines at step 610 whether any of the patterns has failed any of the previous hold intervals. If the previous hold interval has failed, the BIST controller 112 reduces the hold interval by subtracting L from N at step 612. If the previous hold interval has not failed, the BIST controller 112 proceeds to step 61
At 4, the holding interval is increased by adding L to N. In any case, the BIST controller 112 halves the adjustment coefficient L in step 616. Next, the BIST controller 12 sets the adjustment coefficient L
To determine if it has completed its binary search. If the adjustment factor is one or more, the binary search has not been completed. BIST controller 112 returns to step 604 and continues the test. If the adjustment factor is less than one, the binary search is complete.

【0061】図7は、図6に示される流れ図の各ステッ
プのグラフ表現を示す。BISTコントローラ112は
始めにNを128の半分に等しくセットする。従って、
BISTコントローラ112は始めにDRAMコントロ
ーラ108によって発生されたそれぞれ192から64
のリフレッシュサイクルを阻止する(blocks)。
この戦略は通常のリフレッシュレートによって提供され
る保持時間の150パーセントの保持テストインターバ
ルを生じさせる。この例では、この最初の保持テストは
合格している。BISTコントローラ112は次に32
を加えることによりNを調整する。従って、BISTコ
ントローラ112は第2の保持テストにおいてDRAM
コントローラ108によって発生されたそれぞれの22
4から96のリフレッシュサイクルを阻止する。この戦
略は通常のリフレッシュレートによって提供される保持
時間の175パーセントの保持テストインターバルを生
じさせる。この例では、この第2の保持テストは不合格
になる。BISTコントローラ112は次にNを16を
減算することにより調整する。従って、BISTコント
ローラ112はDRAMコントローラ108によって発
生されたそれぞれ208から80のリフレッシュサイク
ルを阻止する。この戦略は通常のリフレッシュレートに
よって提供される保持時間の162.5パーセントの保
持テストインターバルを生じさせる。このプロセスが調
整係数が1より小さくなるまで続けられる。
FIG. 7 shows a graphical representation of each step of the flowchart shown in FIG. The BIST controller 112 initially sets N equal to half of 128. Therefore,
The BIST controller 112 initially generates 192 through 64 respectively generated by the DRAM controller 108.
Block the refresh cycle.
This strategy results in a retention test interval of 150 percent of the retention time provided by the normal refresh rate. In this example, this first retention test has passed. The BIST controller 112 then proceeds to 32
N is adjusted by adding Therefore, the BIST controller 112 uses the DRAM in the second retention test.
Each 22 generated by the controller 108
Prevents 4 to 96 refresh cycles. This strategy results in a retention test interval of 175 percent of the retention time provided by the normal refresh rate. In this example, this second retention test fails. The BIST controller 112 then adjusts N by subtracting 16. Accordingly, BIST controller 112 blocks 208 to 80 refresh cycles generated by DRAM controller 108, respectively. This strategy results in a retention test interval of 162.5% of the retention time provided by the normal refresh rate. This process continues until the adjustment factor is less than one.

【0062】[0062]

【発明の効果】以上の説明および図示は本発明に関連す
る数多くの利点を示している。本発明がその特定の実施
形態に関して説明されかつ図示されたが、本発明はこれ
らの例示的な実施形態に限定されないものと考える。当
業者は本発明の精神から離れることなく修正および変更
を行うことができる。例えば、あるブロックは同じ回路
上に集積することができる。逆に、同じ回路から生じる
ものとして示された機能は2つまたはそれ以上の別個の
装置に分割することができる。従って、この発明は添付
の特許請求の範囲に含まれるすべてのそのような変更お
よび修正を含むことを意図している。
The foregoing description and illustration illustrate a number of advantages associated with the present invention. Although the invention has been described and illustrated with respect to particular embodiments thereof, it is not intended that the invention be limited to these illustrative embodiments. Those skilled in the art can make modifications and changes without departing from the spirit of the invention. For example, certain blocks can be integrated on the same circuit. Conversely, functions shown as originating from the same circuit can be split into two or more separate devices. Accordingly, the present invention is intended to embrace all such changes and modifications that fall within the scope of the appended claims.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明に従って構成されたメモリシステムを示
すブロック図である。
FIG. 1 is a block diagram showing a memory system configured according to the present invention.

【図2】図1に示されるメモリシステムのプログラマブ
ルレジスタを示す概念的説明図である。
FIG. 2 is a conceptual explanatory diagram showing a programmable register of the memory system shown in FIG.

【図3】図1に示される組込みセルフテストコントロー
ラの動作を示す流れ図である。
FIG. 3 is a flowchart showing an operation of the built-in self-test controller shown in FIG. 1;

【図4】図3に示される1つのステップを詳細に示す流
れ図である。
FIG. 4 is a flowchart detailing one of the steps shown in FIG. 3;

【図5】図3に示される流れ図のステップを示すグラフ
表現説明図である。
FIG. 5 is a graph representation explanatory diagram showing the steps of the flowchart shown in FIG. 3;

【図6】図1に示される組込みセルフテストコントロー
ラの動作を示す流れ図である。
FIG. 6 is a flowchart showing an operation of the built-in self-test controller shown in FIG. 1;

【図7】図6に示される流れ図のステップを示すグラフ
表現説明図である。
FIG. 7 is a graph representation explanatory diagram showing the steps of the flowchart shown in FIG. 6;

【符号の説明】[Explanation of symbols]

100 メモリシステム 102 DRAM制御ユニット 104 組込みセルフテスト(BIST)ユニット 106 DRAM 108 DRAMコントローラ 110 DRAMパラメータレジスタ 112 BISTコントローラ 114 リフレッシュ制御レジスタ(RCR) 116 比較器 118,120,122,124,126,128,1
30 マルチプレクサ 132 アレイ 134 MUX 136 ローデコーダ 136 センスアンプ 140 コラムセレクタ 142 制御ユニット 144 リフレッシュカウンタ
REFERENCE SIGNS LIST 100 Memory system 102 DRAM control unit 104 Built-in self test (BIST) unit 106 DRAM 108 DRAM controller 110 DRAM parameter register 112 BIST controller 114 Refresh control register (RCR) 116 Comparator 118, 120, 122, 124, 126, 128, 1
30 multiplexer 132 array 134 MUX 136 row decoder 136 sense amplifier 140 column selector 142 control unit 144 refresh counter

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ウィリアム・ドーン・アットウェル アメリカ合衆国テキサス州78669、スパイ スウッド、ルート 1 ボックス 44エム ────────────────────────────────────────────────── ─── Continued on front page (72) William Dawn Atwell, Spicewood, Texas, USA 69669, Route 1 Box 44 M

Claims (10)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 組込みテスト回路を使用したダイナミッ
クランダムアクセスメモリ(DRAM)におけるデータ
保持時間の検証方法であって、 複数の行のメモリセルを有するDRAMを提供する段階
であって、各々の行は有効なデータを保持するために周
期的にリフレッシュ動作を必要とするもの、 前記DRAMに結合されたリフレッシュ制御回路を提供
する段階であって、該リフレッシュ制御回路は前記DR
AMのリフレッシュ動作を開始する少なくとも1つの信
号を前記DRAMに提供し、前記DRAMは前記DRA
Mのためのデータ保持時間仕様を満たすようにそれぞれ
の行が周期的にリフレッシュ動作を受けることを要求す
るもの、そして前記リフレッシュ制御回路および前記D
RAMに結合された組込みテスト回路を提供する段階で
あって、該組込みテスト回路は前記DRAMのデータ保
持時間仕様より上の動作マージンを検証するために前記
リフレッシュ制御回路が前記DRAMのそれぞれの行の
リフレッシュ動作を行うレートを選択的に変更するも
の、 を具備することを特徴とする組込みテスト回路を使用し
たDRAMにおけるデータ保持時間の検証方法。
1. A method of verifying data retention time in a dynamic random access memory (DRAM) using a built-in test circuit, the method comprising providing a DRAM having a plurality of rows of memory cells, each row comprising: Providing a periodic refresh operation to retain valid data; providing a refresh control circuit coupled to the DRAM, wherein the refresh control circuit comprises the DR
Providing at least one signal to the DRAM for initiating an AM refresh operation, the DRAM providing the DRA
M requiring each row to undergo a refresh operation periodically to meet the data retention time specification for M, and the refresh control circuit and the D
Providing a built-in test circuit coupled to the RAM, the built-in test circuit including a refresh control circuit for verifying an operating margin above a data retention time specification of the DRAM; A method for selectively changing a rate at which a refresh operation is performed, a method for verifying a data retention time in a DRAM using a built-in test circuit.
【請求項2】 前記リフレッシュ制御回路がリフレッシ
ュ動作を行うレートを選択的に変更するために前記組込
みテスト回路を提供する段階はさらに、(M+N)のリ
フレッシュ動作の内からNごとにDRAM行リフレッシ
ュのリフレッシュ動作を選択的に禁止する段階を具備す
ることを特徴とする請求項1に記載の方法。
2. The method according to claim 1, wherein the step of providing the built-in test circuit for selectively changing a rate at which the refresh control circuit performs a refresh operation further comprises the step of performing DRAM row refresh for every N out of (M + N) refresh operations. The method of claim 1, comprising selectively inhibiting a refresh operation.
【請求項3】 前記(M+N)のリフレッシュ動作の内
からNごとにDRAM行リフレッシュのリフレッシュ動
作を選択的に禁止する段階は、NおよびMがユーザによ
ってプログラム可能なプログラマブルカウンタを使用す
る段階を具備し、かつ該プログラマブルカウンタは、少
なくとも部分的に、前記禁止を行うことを特徴とする請
求項2に記載の方法。
3. The method according to claim 1, wherein the step of selectively inhibiting the refresh operation of the DRAM row refresh from among the (M + N) refresh operations includes using a programmable counter in which N and M are programmable by a user. 3. The method of claim 2, wherein said programmable counter performs said prohibition, at least in part.
【請求項4】 前記リフレッシュ制御回路がリフレッシ
ュ動作を行うレートを選択的に変更するために組込みテ
スト回路を提供する段階はさらに、リフレッシュ動作の
数をカウントするためにカウンタを使用する段階を具備
しかつ前記DRAMが(M+N)のリフレッシュ動作の
内からNごとに禁止し、NおよびMは整数でありかつN
はMに等しいかまたはそれより小さいことを特徴とする
請求項1に記載の方法。
4. The step of providing a built-in test circuit for selectively changing a rate at which the refresh control circuit performs a refresh operation further comprises using a counter to count the number of refresh operations. And the DRAM inhibits the refresh operation of (M + N) every N, and N and M are integers and N
The method of claim 1, wherein is equal to or less than M.
【請求項5】 前記組込みテスト回路を提供する段階は
さらに、 前記組込みテスト回路がデータ保持の少なくとも第1の
不合格に遭遇するまで可変リフレッシュレートを適用す
ることによって前記DRAMを試験することにより前記
DRAMの信頼できるデータ保持のための限界を動的に
決定できるようにする段階、を具備することを特徴とす
る請求項1に記載の方法。
5. The step of providing a built-in test circuit further comprises: testing the DRAM by applying a variable refresh rate until the built-in test circuit encounters at least a first fail of data retention. The method of claim 1, comprising the step of dynamically determining a limit for reliable data retention of the DRAM.
【請求項6】 前記組込みテスト回路に前記DRAMの
信頼できるデータ保持のための限界を動的に決定できる
ようにする段階はさらに、前記DRAMの性能を最適化
するためにリフレッシュインターバルを変更するため前
記リフレッシュ制御回路のコントローラに限界を報告す
るために回路を提供する段階を具備することを特徴とす
る請求項5に記載の方法。
6. The step of allowing the built-in test circuit to dynamically determine a limit for reliable data retention of the DRAM further comprises changing a refresh interval to optimize the performance of the DRAM. The method of claim 5, comprising providing a circuit for reporting limits to a controller of the refresh control circuit.
【請求項7】 前記組込みテスト回路が信頼できるデー
タ保持のための限界を動的に決定できるようにする段階
はさらに、 前記DRAMがリフレッシュされるメモリリフレッシュ
のレートを尺度変更(scaling)する段階であっ
て、該尺度変更はリフレッシュ制御回路がリフレッシュ
動作を開始する通常のレートと 【数2】 [1/(1+N/M)]*ノーマルリフレッシュレート の積に等しいレートとの間にあり、NはMより小さくか
つNおよびMは整数であるもの、 を具備することを特徴とする請求項5に記載の方法。
7. The step of allowing the built-in test circuit to dynamically determine a limit for reliable data retention further comprises: scaling a rate of memory refresh at which the DRAM is refreshed. Thus, the scaling is between the normal rate at which the refresh control circuit initiates the refresh operation and a rate equal to the product of [1 / (1 + N / M)] * Normal refresh rate, where N is The method of claim 5, comprising: less than M and N and M are integers.
【請求項8】 DRAMのデータ保持を試験するための
メモリテスト回路であって、 前記DRAMに提供されるデータリフレッシュ信号を電
気的に監視するテスト回路であって、該テスト回路は
(M+N)のデータリフレッシュ信号の内でNごとに選
択的に無効にし、NはMより小さく、かつNおよびMは
整数であり、前記テスト回路は前記DRAMのデータ保
持時間仕様より上の動作マージンを検証し、前記テスト
回路は前記DRAMのデータ保持を試験するためのテス
トインターバル期間に影響を与えないかまたは変更しな
い周波数を有するクロック信号によってクロッキングさ
れるもの、 を具備することを特徴とするDRAMのデータ保持を試
験するためのメモリテスト回路。
8. A memory test circuit for testing data retention of a DRAM, wherein the test circuit electrically monitors a data refresh signal provided to the DRAM, the test circuit comprising: (M + N) Selectively invalidating every N of the data refresh signals, where N is less than M and N and M are integers, the test circuit verifies an operating margin above the data retention time specification of the DRAM; Wherein the test circuit is clocked by a clock signal having a frequency that does not affect or change a test interval period for testing the data retention of the DRAM. Memory test circuit for testing.
【請求項9】 前記テスト回路はさらに、 ユーザがNの値をプログラムできるようにするためのプ
ログラマブル回路、 を具備することを特徴とする請求項8に記載のメモリテ
スト回路。
9. The memory test circuit of claim 8, wherein the test circuit further comprises: a programmable circuit for allowing a user to program the value of N.
【請求項10】 前記テスト回路はさらに、 ゼロから(M−1)までのNの複数の値を提供すること
により、前記メモリテスト回路が前記DRAMの信頼で
きるデータ保持の限界を特徴づけることができるように
する特徴づけ回路、 を具備することを特徴とする請求項8に記載のメモリテ
スト回路。
10. The test circuit may further provide a plurality of values of N from zero to (M-1) so that the memory test circuit characterizes the reliable data retention limit of the DRAM. 9. The memory test circuit of claim 8, further comprising: a characterization circuit that enables the memory test circuit.
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